Способ управления процессом рекуперации карбамата аммония Советский патент 1980 года по МПК C07C126/02 C05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть испольэвано в производстве мочевины. Наиболее близким к предлагаемому является способ управления процессом рекуперации карбамата аммония путем регулирования расхода сырья -В колонну синтеза, регулирования тем пературы, давления и уровня раздела жидкостей в аппарате для расслоения плава синтеза мочевины . Известный способ обладает органическими возможностями в отношений снижения Энергетических затрат на проведение процесса из-за отсутствия приемов, обеспечивающих оптималь ную степень расслоения плава синтеза мочевины. Цель изобретения - снижение энергетических -затрат на проведение процесса. Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом рекуперации карбамата аммония полученного взаимодействием углёкислого газа и аммиака с его последующей ступенчатой дистилляцией путем регулирования расхода сырья в колонну синтеза, регулирования температуры, давления и уровня раздела жидкостей в аппарате для расслоения плава синтеза мочевины расход углекислого газа в колонну синтеза экстремально регулируют в зависимости от плотности жидкости в обогащенном мочевиной слое в аппарате для расслоения плава синтеза мочевины, а расход аммиака в колонну синтеза корректируют по расходу пара в теплообменник первой ступени дистилляции. На чертеже показана блок-схема системы управления, реализующей, предлагаемый способ. Способ управления процессом рекуперации карбамата осуществляют следующим образом. В колонну 1 синтеза по трубопроводам 2, 3 и 4 поступает аммиак, углекислый газ и рециркулируемлй на синтез поток карбамата аммония, содержащий также аммиак, воду и мочевину, соответственно. Реакционная смесь из колонны 1 синтеза проходит теплообменник - утилизатор 5 тепла, где отдает часть тепла, например, идущему на выпарку по трубопроводу 6 раствору мочевины, и в виде однородной охлажденной

чЬЙ:- г.- й йчгЙ -5

жидкости по трубопроводу 7 направляется в аппарат 8, для расслоеHHH nJiajBa синтеза мочевины в котором расслаивается на две жидкости. Обогащенный мочевиной поток по трубопроводу 9 поступает в колонну 10 дистилляции первой ступени и дальше на последующую переработку и выдеГенШТгртбвЬгбпродукта, а Обогащенный карбаматрм а11№1ония поток из аппарата 8 насосом перека ивается обратно в колонну .1 „синтеза,.

Тёмпёратуру охлажденной, идущей на расслоение реакционной смеси стабилизируют регулятором 12 в комплекте с датчиком 13 и регулирующим клапаном 14, температуру в колонне 10 пёрвой ступёни дистилляции стабилизируют с помощью датчика 15/ регулятора 16, клапана 17 подачи пара в теплсэрбменник 18

первой ступени дистилляции. Для обеспечения стабильной работы аппарата 8 для расслоения плава синтеза мочевины используют регулятор 19 с датчиком 20 уровняраздела фаз, воздействующий с помощью клапана 21 на байпасируемый поток рециркулируемых на синтез веществ.

Расход свежего углекислого газа в колонну 1 синтеза регулируют клапаном 22, работающим от экстремального регулятора 23, который осуществляет непрерывный поиск минимального значения плотности обогащенного мочевиной слоя жидкости, измеряемой датчиком 24 плотномера. Сигналы от датчиков расхода 25 и 26 свежих углекислого газа и аммиака, соответственно, поступают на вход регулятора 27 соотношения, поддерживающего

6 помощью клапана 28 на трубопроводе 2 аммиака в колонну 1 синтеза заданное соотношение исходных реагентов, например 100%-ный избыток аммиака. Величина задания определяется сигналом от датчика 29 расходомера пара в теплообменник 18 первой ступени дистилляции .

Давление в колонне 1 синтеза и аппарате 8 для расслоения плава сйнТёЭсГмЬчевины измеряют датчиком 30 давления и поддерживают регулятором 31,воздействующим на дросселирующий клапан 32. Работй стабилизирующих регуляторов 12, 16, 19 и 31 основана на а втоматиёсКбМ непрерывном сравнении заданных значений стабилизируквдих параметров (теМпёратуры ллава, мочевины, температуры жидкой фазы в колонне 10, ровня раздела жидкостей в аппа:рате 8 и давления в трубопроводе 7, соответственно) с текущими значениями тих параметров. В случае отклонения змеренных значений параметров рт заанных соответствующий регулятор вырабатывает сигнал рассогласования а затем сигнал управления в соответ

767091

ствии с законом, реализуемым каждым регулятором и направленным на вое- становление заданной величины его уставки.

Регулятор 27 соотношения расходов свежих реагентов в колонну 1 синтеза обеспечивает поддержание расхода аммиака в зависимости от изменяемого во времени расхода углекислого газа с изменением величины избытка аммиака над стехиометрически необходимым количеством его в зависимости от расхода пара в теплообменник 18 первой ступени дистилляции. Например, по условиям синтеза предусмотрен 100%ный избыток аммиака. Однако, из-за наличия рецикла, состав и количество которого могут колебаться в зависимости от режима работы колонны 1 ейнТеза, аппарата 8 длярасслоения плава синтеза мочевины и колонны 10 дистилляции первой ступени, отходящие газы из которой также обычно возвращаются на синтез, текущее общее значение избытка аммиака так же, как и время пребывания реагентов в системе, могут существенно изменяться. Любые по знакуотклонения условий синтеза и расслоения от оптимальных приводят к увеличению содержания карбамата аммония в обогащенном мочевиной слое, а следовательно, к увеличению расхода пара на его разложение и отгонку газов при дистилляции плава, а также к увеличению плотности обогащенного мочевиной сло Экстремальный регулятор 23, работая в шаговом реверсивном режиме по принципу .запоминания экстремума управляемого параметра (минимальной плотности обогащенного мочевиной слоя жидкости) отыскивает нужное направление уменьшение или увеличение регулирующего воздействия-изменения нагрузки по углекислому газу, а регулятор 27 соотношения, стабилизируя заданную величину избытка аммиака изменяет,вслед за изменением расхода углекислого .газа расход аммиака в колрнну 1 синтеза. Одновременно по корректирующей связи от датчика 29 расходомера ув.еличивается сигнал задания величины избытка аммиака, что позволяет сократить время переходного процесса и быстрее восстановить оптимальный режим расслоения плава синтеза мочевины.

Формула изобретения- ... . - f - - . Способ управления процессом рекуперации карбамата аммония, полученного взаимодействием углекислого газа и аммиака с последующей его ступенчатой дистилляцией, путем регулирования расхода сырья в колонну синтеза, регулирования температур.,

давления и уровня раздела жидкостей

в аппарате для расслоения плава синтеза мочевины, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат на проведение процесса, расход углекислого гаэа в колонну синтеза экстремально регулируют в зависимости от плотности жидкости в обогащенном мочевиной слое в аппарате для расслоения пла767091

ва синтеза мочевины, а расход аммиака в колонну синтеза корректируют по расходу пара, в теплообменник первой ступени дистилляции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 16964/71, кл. 16 А 811 (прототип).